秸稈膨化機的自學習控制系統(tǒng)技術方案

一種秸稈膨化機的自學習控制系統(tǒng)，包括處理器模塊，與處理器模塊輸入端相連的輸入模塊、監(jiān)測模塊和存儲模塊，與處理器模塊輸出端相連的執(zhí)行模塊，與處理器模塊輸出端相連的顯示模塊，其技術要點是：所述監(jiān)測模塊包括設置在膨化腔內的壓力傳感器和溫度傳感器，執(zhí)行模塊包括膨化頭加熱單元和驅動機控制單元，存儲模塊內安裝有相互關聯(lián)匹配的秸稈參數庫和運行參數庫。能夠根據秸的參數控制秸稈膨化機直接確定最優(yōu)的膨化參數運行，在缺少參數調整依據時通過自我學習調整，并將調整后的運行參數存儲入庫，不但有效縮短了設備運行時的調試時間，避免了調整過程中應力過大可能導致的設備磨損，延長了設備使用壽命，降了維護成本。

Self learning control system of straw extruder

Self-learning control system for a straw extruder, which comprises a processor module, the processor module is connected with the input end of the input module, monitoring module and storage module, execution module and processor module connected with the output end of the processor module, a display module and connected with the output terminal, which is characterized in that the monitoring module includes a pressure sensor and the temperature sensor is arranged in the cavity expansion, execution module includes expanding head heating unit and drive control unit, the storage module is installed in the straw parameter database and operation parameters associated with each other, library. According to the control parameters of straw straw extruder extrusion parameters directly determine the optimal operation parameters, in the absence of adjustment for learning through self adjustment, and the operation parameters are stored after adjustment for storage, not only can effectively shorten the operation of equipment debugging time, avoid the equipment wear stress may lead to too large adjustment in the process of, prolong the service life of equipment, reduce maintenance cost.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
秸稈膨化機的自學習控制系統(tǒng)
本專利技術涉及自動控制領域，尤其涉及一種秸稈膨化機的自學習控制系統(tǒng)。
技術介紹
我國農作物秸稈資源十分豐富，但卻得不到合理利用，粗略統(tǒng)計，僅有15％～20％用作畜禽飼料、80％以上被焚燒、風化、霉爛，造成大量的資源浪費和環(huán)境污染。為了解決此現(xiàn)象加大了秸稈的回收利用，現(xiàn)階段通常采用的方法是利用秸稈膨化機加工成畜禽飼料，由于畜禽飼料的優(yōu)良好壞取決于秸稈膨化機的性能參數，而一般的秸稈膨化機主要是人工根據經驗來調節(jié)秸稈膨化機的性能參數，這樣不能充分的發(fā)揮秸稈膨化后的效果，使秸稈膨化后的營養(yǎng)極大貶值，并且對膨化機的損害也較大。因此為解決這一現(xiàn)象，現(xiàn)場數據的實時采集與秸稈膨化機性能參數的實時調整對秸稈膨化機的使用壽命和提高秸稈膨化效果尤為重要。故可以對此需要了設計優(yōu)化。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供一種秸稈膨化機的自學習控制系統(tǒng)，從根本上解決了上述問題，能夠根據秸的參數控制秸稈膨化機直接確定最優(yōu)的膨化參數運行，在缺少參數調整依據時通過自我學習調整，并將調整后的運行參數存儲入庫，不但有效縮短了設備運行時的調試時間，避免了調整過程中應力過大可能導致的設備磨損，運行過程使設備以最佳的參數運行，延長了設備使用壽命，降了維護成本。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術采用了以下技術方案：該秸稈膨化機的自學習控制系統(tǒng)包括處理器模塊，與處理器模塊輸入端相連的輸入模塊、監(jiān)測模塊和存儲模塊，與處理器模塊輸出端相連的執(zhí)行模塊，與處理器模塊輸出端相連的顯示模塊，其技術要點是：所述監(jiān)測模塊包括設置在膨化腔內的壓力傳感器和溫度傳感器，執(zhí)行模塊包括膨化頭加熱單元和驅動機控制單元，存儲模塊內安裝有相互關聯(lián)匹配的秸稈參數庫和運行參數庫。另外，本專利技術還提供了上述控制系統(tǒng)的自動控制方法，其技術要點是，包括以下步驟：步驟1）建立相互關聯(lián)匹配的秸稈參數庫和運行參數庫，并設定標準值，秸稈參數庫包括秸稈平均含水量、平均密度、平均長度，運行參數庫包括膨化腔溫度、膨化頭壓強、螺桿轉速、膨化秸稈產量，標準值包括驅動機輸入電流；步驟2）人工檢測秸稈參數，將所得參數與標準值比較，如果秸稈參數位于標準值內，則執(zhí)行步驟3），如果秸稈參數超出或低于標準值，則執(zhí)行步驟7）；步驟3）在秸稈參數庫中查詢相匹配的值，并將該匹配值所對應的運行參數庫中的運行參數值發(fā)送至處理器模塊；若秸稈參數庫查詢值為空，則發(fā)出提示，并在該值基礎上增加或減少1~10%后繼續(xù)在秸稈參數庫查詢，直至查詢到相近的數值，建立新數據元；若運行參數庫查詢值為空，則發(fā)出提示，并在該值基礎上增加或減少1~10%后繼續(xù)在運行參數庫中查詢，直至查詢到相近的數值信息，建立新數據元；步驟4）執(zhí)行模塊接收到運行參數后，向驅動機控制單元、膨化頭加熱單元發(fā)送控制命令控制輸入電流及螺桿轉速；步驟5）當膨化腔溫度達到運行參數所對應的數值時，顯示模塊提示準備完成；步驟6）將秸稈送入膨化腔內，通過監(jiān)測模塊實時檢測運行參數，膨化腔溫度和膨化頭壓強由于秸稈均一性的差異、隨著設備不斷使用引起的磨損，會產生一定的波動，若基礎參數時間點起20min后，膨化秸稈產量＞基礎參數，則將該運行參數發(fā)送至執(zhí)行模塊，執(zhí)行步驟4)，同時將變化后的運行參數儲存至運行參數庫中；若膨化秸稈產量＜基礎參數，則查找運行參數庫中當前秸稈參數所對應的最高秸稈產量所對應的運行參數，發(fā)送至執(zhí)行模塊，執(zhí)行步驟4)；一旦實測運行參數超出標準值，則通過顯示模塊發(fā)出報警，同時執(zhí)行步驟7）；步驟7）當執(zhí)行模塊接收到外源控制信號或運行參數超過或低于標準值時，執(zhí)行模塊向驅動機和膨化頭加熱單元發(fā)送控制命令，停止運行。所述步驟6）中，當實測運行參數超出標準值的20%則發(fā)出報警，并執(zhí)行步驟7）。本專利技術的有益效果：處理器模塊通過在秸稈參數庫和運行參數庫中查找相匹配的數值，并將最佳運行參數以指令的方式發(fā)送至執(zhí)行模塊，即使根據未設定過的秸稈參數查詢不到相應的運行參數，系統(tǒng)也會自行在已有秸稈參數庫中查詢相近似的參數信息，并將該秸稈參數信息所對應的運行參數信息發(fā)送至執(zhí)行模塊。在運行過程中，由于監(jiān)測模塊所采集到的數據與原有的監(jiān)測數值并不匹配，但通過篩選，若產率高于運行參數庫中的基礎值，則將該值作為最優(yōu)運行參數，若等于或＜基礎值，則忽略該參數，并作出提示，如“該類秸稈不利于生產，請降低或增加水分”，此時可更換原料或在后續(xù)工藝中通過噴水裝置補充水分，或調高膨化腔的預熱溫度將水分蒸發(fā)（但由于膨化腔較為封閉，并不不利于水分的排出）。而通過在進料路徑上設置多個濕度傳感器和壓力傳感器可將一列數據作為匹配，更利于最優(yōu)條件的設定。通過設定最優(yōu)運行參數，有效延長了秸稈膨化機的使用壽命、提高了秸稈膨化質量以及產率。后續(xù)針對投入參數相同或相近的秸稈時，可直接自行設定最佳的運行參數，極大縮短了調試時間、提高了設備使用壽命、提高了生產效率、降低了維護成本。附圖說明圖1是本專利技術加工中心的等軸側視結構示意圖；圖2是本專利技術加工中心的主視結構視圖；圖3是本專利技術加工中心的膨化裝置主視結構示意圖；圖4為本專利技術膨化組件的等軸側視結構示意圖；圖5是本專利技術泄壓組件的結構示意圖；圖6是本專利技術泄壓組件的工作原理示意圖；圖7是本專利技術的自學習控制方法流程圖；圖8是本專利技術的自學習控制方法結構框圖。附圖標記說明圖1中：1進料口、2一次鍘壓裝置、3灑水裝置、4進料通道組件、5二次鍘壓裝置、6膨化裝置、7出料通道組件、8菌液噴灑裝置、9打包裝置、10出料口；圖2中：11鍘壓裝置出口、12輸送輥、13擋板、14驅動機底座、15驅動機、16底座、17支架、18傳動鏈條、19順料筒、20料斗、21進料通道組件出口、22入料支架；圖3中：23防堵裝置、24支撐座、25螺桿、26膨化頭出料口、27膨化頭、28膨化腔、29膨化螺旋、30膨化腔入口；圖4中：4防堵裝置、15驅動機、18傳動鏈條、20料斗、25螺桿、26膨化頭出料口、28膨化腔、29膨化螺旋、31調整裝置。圖5中：32驅動機、33渦流風機、34密封罩、35濾網、36主導管、37副導管、38泄壓組件、39濾布、40主導管排氣口、41濾液容器、42副導管排氣口。具體實施方式以下結合圖1~8，通過具體實施例詳細說明本專利技術的內容。該秸稈膨化機的自學習控制系統(tǒng)包括該秸稈膨化機的自學習控制系統(tǒng)，包括處理器模塊，與處理器模塊輸入端相連的輸入模塊、監(jiān)測模塊和存儲模塊，與處理器模塊輸出端相連的執(zhí)行模塊，與處理器模塊輸出端相連的顯示模塊。處理器模塊可采用上位機，主要用于比對實際參數與運行參數庫內的參數，接收特定的控制信號，并向執(zhí)行模塊發(fā)送執(zhí)行處理或終止處理命令。輸入模塊主要是指鍵盤、PDA、或秸稈膨化機一體化的觸控設備等可視化硬件，以便輸入需要設定的參數。監(jiān)測模塊主要包括設置在膨化腔內的壓力傳感器和溫度傳感器，壓力傳感器主要用于檢測絞龍內的秸稈物料與膨化內壁之間的壓力，溫度傳感器主要用于檢測膨化頭內的膨化溫度。還可在進料路徑（料斗、膨化腔內壁）上設置多個濕度傳感器，以通過多參數匹配的方法檢測物料的實際含水量。當秸稈及秸稈膨化機的參數發(fā)生變化時能自動調節(jié)其參數，使秸稈膨化機正常運作，并是秸稈膨化的效果達到最優(yōu)。執(zhí)行模塊包括膨化頭加熱單元和驅動機控制單元，執(zhí)行模塊主要指被實際操控的單元，整個系統(tǒng)的自學習和自反饋主要通本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種秸稈膨化機的自學習控制系統(tǒng)，包括處理器模塊，與處理器模塊輸入端相連的輸入模塊、監(jiān)測模塊和存儲模塊，與處理器模塊輸出端相連的執(zhí)行模塊，與處理器模塊輸出端相連的顯示模塊，其特征在于：所述監(jiān)測模塊包括設置在膨化腔內的壓力傳感器和溫度傳感器，執(zhí)行模塊包括膨化頭加熱單元和驅動機控制單元，存儲模塊內安裝有相互關聯(lián)匹配的秸稈參數庫和運行參數庫。

【技術特征摘要】
1.一種秸稈膨化機的自學習控制系統(tǒng)，包括處理器模塊，與處理器模塊輸入端相連的輸入模塊、監(jiān)測模塊和存儲模塊，與處理器模塊輸出端相連的執(zhí)行模塊，與處理器模塊輸出端相連的顯示模塊，其特征在于：所述監(jiān)測模塊包括設置在膨化腔內的壓力傳感器和溫度傳感器，執(zhí)行模塊包括膨化頭加熱單元和驅動機控制單元，存儲模塊內安裝有相互關聯(lián)匹配的秸稈參數庫和運行參數庫。2.一種權利要求1所述秸稈膨化機的自學習控制系統(tǒng)的自動控制方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1）建立相互關聯(lián)匹配的秸稈參數庫和運行參數庫，并設定標準值，秸稈參數庫包括秸稈平均含水量、平均密度、平均長度，運行參數庫包括膨化腔溫度、膨化頭壓強、螺桿轉速、膨化秸稈產量，標準值包括驅動機輸入電流；步驟2）人工檢測秸稈參數，將所得參數與標準值比較，如果秸稈參數位于標準值內，則執(zhí)行步驟3），如果秸稈參數超出或低于標準值，則執(zhí)行步驟7）；步驟3）在秸稈參數庫中查詢相匹配的值，并將該匹配值所對應的運行參數庫中的運行參數值發(fā)送至處理器模塊；若秸稈參數庫查詢值為空，則發(fā)出提示，并在該值基礎上增加或減少1~10%后繼續(xù)在秸稈參數庫查詢，直至查詢到相近的數值，建立新數據元；若運行參數庫查詢值為空...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：盧進南，謝苗，毛君，劉平祥，楊洋，王勇，
申請(專利權)人：遼寧工程技術大學，遼寧祥和農牧實業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧,21